Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Таким образом новый фронт вторичной волны А'В' в неоднородной среде повернётся от-
носительно первоначального фронта АВ, т.е. происходит поворот направления распростра-
нения волн 1' и 2'. Продолжая эти рассуждения и уменьшая промежутки времени ∆t, прихо-
дим к выводу, что свет в оптически неоднородной среде распространяется криволинейно.
Примером оптически неоднородной среды является земная атмосфера: плотность атмо-
сферы, а с ней и показатель преломления убывает с высотой, а скорость волны с высотой
возрастает. Этим объясняется астрономическая рефракция, т.е. кажущееся поднятие небес-
ного светила из-за искривления световых лучей в земной атмосфере (рис. 33). Свет от небес-
ного светила А в точку наблюдения М распространяется по кривой АМ. Но глаз человека не
знает, что свет идёт криволинейно и строит изображение этого светила на продолжении ка-
сательной к криволинейному лучу. Другими словами, наблюдатель видит светило не в точке
наблюдения А, а в точке А', т.е. несколько выше, чем истинное его положение.
Неоднородностью атмосферы объясняется возникновение миражей, которые наблюда-
ются в пустынях и в степях в тёплое время года, когда прилегающий к земной поверхности
слой воздуха сильно нагрет, а его плотность и показатель преломления быстро возрастает с
высотой, а скорость уменьшается. На рисунке 34 показано образование нижнего миража.
Свет от реального предмета АВ распространяется к наблюдателю М криволинейно, но ему
кажется, что изображение А'В' находится ниже истинного положения.
Рис. 33
Рис. 34
Аналогично объясняется и верхний мираж. Он наблюдается зимой, когда вблизи земной
поверхности образуется холодный слой воздуха, в котором показатель преломления быстро
убывает с высотой.
Для иллюстрации распространения света в оптически неоднородной среде можно вос-
пользоваться органическим стеклом, показатель преломления которого существенно зависит
от температуры. При нагревании оргстекла его показатель преломления уменьшается, а ско-
рость распространения света в нём увеличивается. Для получения оптически неоднородного
образца необходимо в стекле создать градиент температуры в направлении перпендикуляр-
ном распространению светового пучка. Для проведения опыта луч света от газового лазера 1
направляется на прямоугольную пластину 2 из органического стекла и попадает на экран в
точку А (рис. 35). Пластинка размером 200 × 40 мм предварительно вырезается из десятимил-
лиметрового стекла и полируется. При проведении опыта необходимо следить, чтобы луч
лазера проходил вблизи к нижней грани пластинки. По мере прогрева нижней грани стек-
лянной пластинки с помощью маломощного электрического нагревателя в ней создаётся гра-
диент температуры и градиент показателя преломления. Вследствие чего луч лазера пере-
местится в точку В экрана и расстояние АВ составит до 10 см.
Рис. 35
М

Страницы